Розробка методики адаптивного управління параметрами військових радіомереж

Автор(и)

  • Олексій Леонідович Налапко Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0002-3515-2026
  • Андрій Володимирович Шишацький Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0001-6731-6390
  • Віктор Миколайович Остапчук Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0001-5686-0198
  • Касім Аббуд Махді Коледж університету Аль-Тафф, Ірак https://orcid.org/0000-0001-6612-3511
  • Руслан Миколайович Животовський Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0002-2717-0603
  • Сергій Миколайович Петрук Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України, Україна https://orcid.org/0000-0002-0709-0032
  • Євген Віцентійович Лебідь Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0002-5259-6921
  • Сергій Анатолійович Дяченко Національний університет оборони України імені Івана Черняховського, Україна https://orcid.org/0000-0003-1165-386X
  • Віра Петрівна Величко Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0001-9654-4560
  • Ілля Євгенійович Поляк Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут, Україна https://orcid.org/0000-0002-5469-3215

DOI:

https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225331

Ключові слова:

система радіозв’язку, навмисні завади, радіоресурс, завмирання сигналу, топологія мереж, маршрутизація

Анотація

Розроблено методику адаптивного управління параметрами військових радіомереж. Зазначена методика дозволяє: провести прогнозування подавлених частот засобами радіоелектронної боротьби, визначити топологію мережі військового радіозв’язку. Також зазначена методика дозволяє визначити раціональний маршрути передачі інформації та режим роботи засобів радіозв’язку Прогнозування радіоелектронної обстановки відрізняється: рециркуляцією вхідних даних на один відлік; передискретизацією в логарифмічному масштабі часу; знаходженням прогнозу для максимального значення ентропії та передискретизацією прогнозування в експотенційному масштабі часу. Розроблена методика дозволяє обрати раціональну топології мережі. В основу вибору топології системи військового радіозв’язку покладено метод мультиколоніальної мурашиної системи. Основна ж ідея нового варіанту оптимізації за принципом мурашиної колонії полягає в тому, що замість звичної для традиційного мурашиного алгоритму однієї колонії тепер використовується кілька, що діють спільно в загальному просторі пошуку. Разом з тим, зазначена процедура додатково враховує тип апріорної невизначеності та коефіцієнт випаровування рівня феромонів. Запропонована методика дозволяє обрати раціональний маршрут передачі інформації. В основу запропонованої процедури покладено удосконалений алгоритм DSR. В зазначеній методиці використовується декілька режимів роботи засобів радіозв’язку, а саме: технологія багатоантенних систем з шумоподібними сигналами, з псевдовипадковою перестройкою робочої частоти та з ортогональним частотним мультиплексуванням. Розроблена методика дозволяє отримати виграш у 10‒16 % у порівнянні з класичними підходами до управління.

Біографії авторів

Олексій Леонідович Налапко, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Ад'юнкт

Науково-організаційний відділ

Андрій Володимирович Шишацький, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Кандидат технічних наук, старший науковий співробітник

Науково-дослідний відділ розвитку засобів радіоелектронної боротьби

Віктор Миколайович Остапчук, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Начальник

Касім Аббуд Махді, Коледж університету Аль-Тафф

Кандидат технічних наук, завідувач кафедри

Кафедра комп'ютерних технологій

Руслан Миколайович Животовський, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Кандидат технічних наук, старший дослідник, начальник науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ розвитку зенітних ракетних систем та комплексів

Сергій Миколайович Петрук, Центральний науково-дослідний інститут озброєння та військової техніки Збройних Сил України

Кандидат технічних наук, заступник начальника науково-дослідного відділу

Науково-дослідний відділ розвитку зенітних ракетних систем та комплексів

Євген Віцентійович Лебідь, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Кандидат технічних наук, заступник начальника факультету з навчальної та наукової роботи, начальник навчальної частини

Факультет телекомунікаційних систем

Сергій Анатолійович Дяченко, Національний університет оборони України імені Івана Черняховського

Ад'юнкт

Науковий відділ організації підготовки та атестації науково-педагогічних кадрів

Науково-методичний центр організації наукової та науково-технічної діяльності

Віра Петрівна Величко, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Викладач

Кафедра автоматизованих систем управління

Ілля Євгенійович Поляк, Військовий інститут телекомунікацій та інформатизації імені Героїв Крут

Викладач

Кафедра радіо та супутникового зв’язку

Посилання

  1. Bashkyrov, O. M., Kostyna, O. M., Shyshatskyi, A. V. (2015). Rozvytok intehrovanykh system zviazku ta peredachi danykh dlia potreb Zbroinykh Syl. Ozbroiennia ta viyskova tekhnika, 1, 35–39.
  2. Kalantaievska, S., Pievtsov, H., Kuvshynov, O., Shyshatskyi, A., Yarosh, S., Gatsenko, S. et. al. (2018). Method of integral estimation of channel state in the multiantenna radio communication systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (95)), 60–76. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2018.144085
  3. Sliusar, V. I., Zinchenko, A. O., Zinchenko, K. A. (2015). The GSM standard mobile telecommunication system for airspace radar control needs. Suchasni informatsiyni tekhnolohiyi u sferi bezpeky ta oborony, 2 (23), 108–114.
  4. Sliusar, I. I., Sliusar, V. I., Smoliar, V. H., Omarov, M. I., Khomenko, R. V. (2016). Shliakhy udoskonalennia system trankinhovoho zviazku Ukrainy. Modern information system and technologies, 5, 36–47.
  5. Jalil Piran, M., Pham, Q.-V., Islam, S. M. R., Cho, S., Bae, B., Suh, D. Y., Han, Z. (2020). Multimedia communication over cognitive radio networks from QoS/QoE perspective: A comprehensive survey. Journal of Network and Computer Applications, 172, 102759. doi: https://doi.org/10.1016/j.jnca.2020.102759
  6. Khan, M. W., Zeeshan, M. (2019). QoS-based dynamic channel selection algorithm for cognitive radio based smart grid communication network. Ad Hoc Networks, 87, 61–75. doi: https://doi.org/10.1016/j.adhoc.2018.11.007
  7. Majumder, T., Mishra, R. K., Singh, S. S., Sahu, P. K. (2020). Robust congestion control in cognitive radio network using event-triggered sliding mode based on reaching laws. Journal of the Franklin Institute, 357 (11), 7399–7422. doi: https://doi.org/10.1016/j.jfranklin.2020.05.019
  8. Lin, Y.-C., Shih, Z.-S. (2018). Design and simulation of a radio spectrum monitoring system with a software-defined network. Computers & Electrical Engineering, 68, 271–285. doi: https://doi.org/10.1016/j.compeleceng.2018.03.043
  9. Rharras, A. E., Saber, M., Chehri, A., Saadane, R., Hakem, N., Jeon, G. (2020). Optimization of Spectrum Utilization Parameters in Cognitive Radio Using Genetic Algorithm. Procedia Computer Science, 176, 2466–2475. doi: https://doi.org/10.1016/j.procs.2020.09.328
  10. Tanergüçlü, T., Karaşan, O. E., Akgün, I., Karaşan, E. (2019). Radio communications interdiction problem under deterministic and probabilistic jamming. Computers & Operations Research, 107, 200–217. doi: https://doi.org/10.1016/j.cor.2019.03.013
  11. Kumar, S., Singh, A. K. (2018). A localized algorithm for clustering in cognitive radio networks. Journal of King Saud University - Computer and Information Sciences. doi: https://doi.org/10.1016/j.jksuci.2018.04.004
  12. Kaur, A., Kumar, K. (2020). Intelligent spectrum management based on reinforcement learning schemes in cooperative cognitive radio networks. Physical Communication, 43. doi: https://doi.org/10.1016/j.phycom.2020.101226
  13. Onumanyi, A. J., Abu-Mahfouz, A. M., Hancke, G. P. (2021). Amplitude quantization method for autonomous threshold estimation in self-reconfigurable cognitive radio systems. Physical Communication, 44. doi: https://doi.org/10.1016/j.phycom.2020.101256
  14. Bodyanskiy, E., Strukov, V., Uzlov, D. (2017). Generalized metrics in the problem of analysis of multidimensional data with different scales. Zbirnyk naukovykh prats Kharkivskoho universytetu Povitrianykh Syl, 3, 98–101.
  15. Tymchuk, S. (2017). Methods of Complex Data Processing from Technical Means of Monitoring. Traektoriâ Nauki. Path of Science, 3 (3), 4.1–4.9. doi: https://doi.org/10.22178/pos.20-4
  16. Shyshatskyi, A., Sova, O., Zhuravskyi, Y., Zhyvotovskyi, R., Lyashenko, A., Cherniak, O. et. al. (2020). Development of resource distribution model of automated control system of special purpose in conditions of insufficiency of information on operational development. Technology audit and production reserves, 1 (2 (51)), 35–39. doi: https://doi.org/10.15587/2312-8372.2020.198082
  17. Kuchuk, N., Mohammed, A. S., Shyshatskyi, A., Nalapko, O. (2019). The method of improving the efficiency of routes selection in networks of connection with the possibility of self-organization. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 8 (1.2), 1–6. Available at: http://www.warse.org/IJATCSE/static/pdf/file/ijatcse01812sl2019.pdf
  18. Jin, J., Xie, H., Hu, J., Yin, W.-Y. (2014). Characterization of anti-jamming effect on the Joint Tactical Information Distribution System (JTIDS) operating in complicated electromagnetic environment. 2014 International Symposium on Electromagnetic Compatibility. doi: https://doi.org/10.1109/emceurope.2014.6931048
  19. Pievtsov, H., Turinskyi, O., Zhyvotovskyi, R., Sova, O., Zvieriev, O., Lanetskii, B., Shyshatskyi, A. (2020). Development of an advanced method of finding solutions for neuro-fuzzy expert systems of analysis of the radioelectronic situation. EUREKA: Physics and Engineering, 4, 78–89. doi: https://doi.org/10.21303/2461-4262.2020.001353
  20. Liu, F., Marcellin, M. W., Goodman, N. A., Bilgin, A. (2013). Compressive detection of frequency-hopping spread spectrum signals. Compressive Sensing II. doi: https://doi.org/10.1117/12.2015969
  21. Koshlan, A., Salnikova, O., Chekhovska, M., Zhyvotovskyi, R., Prokopenko, Y., Hurskyi, T. et. al. (2019). Development of an algorithm for complex processing of geospatial data in the special-purpose geoinformation system in conditions of diversity and uncertainty of data. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 5 (9 (101)), 35–45. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2019.180197
  22. Shmatok, S. O., Podchashynskyi, Yu. O., Shmatok, O. S. (2007). Matematychni ta prohramni zasoby modeliuvannia prystroiv i system upravlinnia. Vykorystannia nechitkykh mnozhyn ta neironnykh merezh. Zhytomyr: ZhDTU, 280.
  23. Andrews, J. G. (2005). Interference cancellation for cellular systems: a contemporary overview. IEEE Wireless Communications, 12 (2), 19–29. doi: https://doi.org/10.1109/mwc.2005.1421925
  24. Goldsmith, A., Jafar, S. A., Jindal, N., Vishwanath, S. (2003). Capacity limits of MIMO channels. IEEE Journal on Selected Areas in Communications, 21 (5), 684–702. doi: https://doi.org/10.1109/jsac.2003.810294
  25. Zuiev, P., Zhyvotovskyi, R., Zvieriev, O., Hatsenko, S., Kuprii, V., Nakonechnyi, O. et. al. (2020). Development of complex methodology of processing heterogeneous data in intelligent decision support systems. Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 4 (9 (106)), 14‒23. doi: https://doi.org/10.15587/1729-4061.2020.208554
  26. Shyshatskyi, A., Zvieriev, O., Salnikova, O., Demchenko, Ye., Trotsko, O., Neroznak, Ye. (2020). Complex Methods of Processing Different Data in Intellectual Systems for Decision Support System. International Journal of Advanced Trends in Computer Science and Engineering, 9 (4), 5583‒5590. doi: https://doi.org/10.30534/ijatcse/2020/206942020
  27. Sova, O., Golub, V., Shyshatskyi, A., Ostapchuk, V., Nalapko, O., Zubrytska, H. (2019). Method of Forecasting the Duration of Data Transmission Routes in Mobile Radio Networks. 2019 IEEE 2nd Ukraine Conference on Electrical and Computer Engineering (UKRCON). doi: https://doi.org/10.1109/ukrcon.2019.8879978
  28. Makridenko, L. A., Volkov, S. N., Hodnenko, V. P. (2010). Kontseptual'nye voprosy sozdaniya i primeneniya malyh kosmicheskih apparatov. Voprosy elektromehaniki, 114, 15–26.
  29. Trotsenko, R. V., Bolotov, M. V. (2014). Data extraction process for heterogeneous sources. Privolzhskiy nauchniy vestnik, 12-1 (40), 52–54.
  30. Lei, Z., Yang, P., Zheng, L. (2018). Detection and Frequency Estimation of Frequency Hopping Spread Spectrum Signals Based on Channelized Modulated Wideband Converters. Electronics, 7 (9), 170. doi: https://doi.org/10.3390/electronics7090170
  31. Kanaa, A., Sha’ameri, A. Z. (2018). A robust parameter estimation of FHSS signals using time–frequency analysis in a non-cooperative environment. Physical Communication, 26, 9–20. doi: https://doi.org/10.1016/j.phycom.2017.10.013
  32. Rotshteyn, A. P. (1999). Intellektual'nye tehnologii identifikatsii: nechetkie mnozhestva, neyronnye seti, geneticheskie algoritmy. Vinnitsa: “UNIVERSUM”, 320.
  33. Parashchuk, I. B., Ivanov, Yu. N., Romanenko, P. G. (2010). Neyrosetevye metody v zadachah modelirovaniya i analiza effektivnosti funktsionirovaniya setey svyazi. Sankt Peterburg: VAS, 104.
  34. Haykin, S. (2006). Neyronnye seti: polnyy kurs. Moscow: Vil'yams, 1104.

##submission.downloads##

Опубліковано

2021-02-27

Як цитувати

Налапко, О. Л., Шишацький, А. В., Остапчук, В. М., Махді, К. А., Животовський, Р. М., Петрук, С. М., Лебідь, Є. В., Дяченко, С. А., Величко, В. П., & Поляк, І. Є. . (2021). Розробка методики адаптивного управління параметрами військових радіомереж . Eastern-European Journal of Enterprise Technologies, 1(9 (109), 18–32. https://doi.org/10.15587/1729-4061.2021.225331

Номер

Том 1 № 9 (109) (2021): Інформаційно-керуючі системи

Розділ

Інформаційно-керуючі системи

Ліцензія

Авторське право (c) 2021 Алексей Леонидович Налапко, Андрей Владимирович Шишацкий, Виктор Николаевич Остапчук, Касим Аббуд Махди, Руслан Николаевич Животовский, Сергей Николаевич Петрук, Евгений Вицентьевич Лебедь, Сергей Анатольевич Дяченко, Вера Петровна Величко, Илья Евгеньевич Поляк

Creative Commons License

Ця робота ліцензується відповідно до Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Закріплення та умови передачі авторських прав (ідентифікація авторства) здійснюється у Ліцензійному договорі. Зокрема, автори залишають за собою право на авторство свого рукопису та передають журналу право першої публікації цієї роботи на умовах ліцензії Creative Commons CC BY. При цьому вони мають право укладати самостійно додаткові угоди, що стосуються неексклюзивного поширення роботи у тому вигляді, в якому вона була опублікована цим журналом, але за умови збереження посилання на першу публікацію статті в цьому журналі.

Ліцензійний договір – це документ, в якому автор гарантує, що володіє усіма авторськими правами на твір (рукопис, статтю, тощо).
Автори, підписуючи Ліцензійний договір з ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР», мають усі права на подальше використання свого твору за умови посилання на наше видання, в якому твір опублікований. Відповідно до умов Ліцензійного договору, Видавець ПП «ТЕХНОЛОГІЧНИЙ ЦЕНТР» не забирає ваші авторські права та отримує від авторів дозвіл на використання та розповсюдження публікації через світові наукові ресурси (власні електронні ресурси, наукометричні бази даних, репозитарії, бібліотеки тощо).
За відсутності підписаного Ліцензійного договору або за відсутністю вказаних в цьому договорі ідентифікаторів, що дають змогу ідентифікувати особу автора, редакція не має права працювати з рукописом.
Важливо пам’ятати, що існує і інший тип угоди між авторами та видавцями – коли авторські права передаються від авторів до видавця. В такому разі автори втрачають права власності на свій твір та не можуть його використовувати в будь-який спосіб.